Экология СПРАВОЧНИК
Информация
взаимосвязь почвы и климата
КЛИМАТ ПОЧВЫ. Совокупность внутрипочвенных физических явлений с суточным и годовым их ходом, развивающаяся во взаимосвязи с (атмосферным) климатом, почвой, растительностью и производственной деятельностью человека. Основными элементами, определяющими характер К. П., являются температура и влажность почвы. Почвенная климатология изучает закономерности формирования и изменения К. П., влияние его на жизнь растений, почвы и сельскохозяйственное производство, пути его регулирования.[ . ]
Э. и Р. Комареки много лет изучали влияние пожара на экологическую систему в целом. В результате этих исследований Стоддард (1936) одним из первых выступил на защиту контролируемых выжиганий для увеличения продукции древесины и дичи в те времена, когда с «официальной», «профессиональной» точки зрения лесников все пожары считались вредными. Благодаря системе «точечных» выжиганий и разнообразному использованию земли на участках, предназначенных для хозяйственного выращивания леса, удается многие годы поддерживать высокую численность куропаток и диких индеек. С 1963 г. на Станции ежегодно собирается «конференция по экологии пожаров». Труды конференций отражают не только местный опыт, но и проблему взаимосвязи пожаров, почвы, растительности и климата в глобальном масштабе.[ . ]
Влияние климата сильно преобразовывает взаимосвязь отдельных пород. Это приводит к тому, что в то время как в одних климатических условиях существование двух пород нежелательно, при другом климате те же породы образуют выгодное сочетание. На севере, северо-западе и в центральной части европейской половины СССР считается недопустимым совместное пребывание сосны и осины, так как осина передает сосне заболевание грибом сосновым вертуном. Между тем в области так называемого сухого лесоводства, в сухих восточных борах европейской части и в западносибирских ленточных борах, осиновый подлесок обычно не опасен в этом отношении. Наоборот, осиновый подлесок здесь оказывается явно полезным фактором, содействующим возобновлению сосны, так как в конусе его тени высокие температуры почвы и связанное с ними испарение почвенной воды не доходят до тех пределов, при которых без защитного влияния осины сосновый самосев погибает. Так, по наблюдениям Месоеда, в ленточных борах в одном и том же типе бора, занимающего западины между дюнами, подлесок образует то ива сибирская, то эта же ива с осиной, то вкрапливается желтая акация. Последняя оказывает отрицательное влияние на самосев сосны. Ива сибирская улучшает процесс возобновления, но особенно резко возрастает (в 2—4— 6 раз) количество соснового самосева в присутствии осины, когда на 1 га количество подроста сосны доходит до 41 ООО.[ . ]
В лесоведении и раньше имели большое значение вопросы взаимосвязей между лесом н климатом, лесом и почвой. С развитием современной цивилизации эти вопросы, особенно связанные с растущим дефицитом чистой воды, а также загрязнением воздуха, приобретают особое значение.[ . ]
Живые организмы и надорганизменные системы активно участвуют в формировании особенностей климата, типов почв, вариантов ландшафта, характера циркуляции вод и во многих других процессах, на первый взгляд не относящихся к категории биогенных. конечном итоге многообразные формы жизни в их глобальной взаимосвязи определяют уникальные свойства биосферы как самоподдерживаю-щейся системы, гомеостаз которой запрограммирован на всех уровнях организации живой материи. Теснейшая функциональная «вязь биологических систем разных уровней превращает дискретные формы жизни в интегрированную глобальную систему — биосферу (ИЛ. Шилов, 1988; В.Е. Соколов, И.А. Шилов, 1989).[ . ]
Тип вырубки, как и тип леса, обусловлен климатом и почвой, кроме того техногенными воздействиями (лесозаготовки). Как природное единство, он включает в себя весь комплекс природных факторов, определяющих внешний вид и растительные условия данного участка вырубки. Находясь во взаимосвязи с исходным типом леса, тип вырубки включает те его стороны, которые мало изменяются и сохраняют свое значение после рубки. Прежде всего это рельеф и механический состав почвы. Однако для полноценной характеристики вырубки этого недостаточно, так как при одном и том же механическом составе почвы и даже рельефа по-разному могут складываться условия среды для возобновления леса.[ . ]
В своем развитии и формировании почвы проходят несколько этапов. Молодые почвы являются обычно результатом выветривания материнских горных пород или переноса отложения осадков (например, аллювия). На этих субстратах поселяются микроорганизмы, лишайники, мхи, травы, мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных, состав биоценоза усложняется, между минеральным субстратом и живыми организмами возникает целая серия взаимосвязей. В результате формируется зрелая почва, свойства которой зависят от исходной материнской породы и климата. Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие, соответствие почвы с растительным покровом и климатом, то есть возникает состояние стабильности.[ . ]
Природные факторы (климат, рельеф, породы, почвы), определяющие геохимические особенности водных объектов на данной территории, за сравнительно небольшой отрезок времени изменяются незначительно. Установившиеся в результате их суммарного воздействия равновесия и взаимосвязи являются более или менее устойчивыми, что обусловливает относительно постоянный химический состав вод, донных отложений, растительности и определенные закономерности миграции элементов в аквальных системах.[ . ]
Тема монографии — раскрытие взаимосвязи эволюции почв с изменениями географической среды. Рассмотрены главные проблемы эволюционного почвоведения — возраст и скорость развития почв, закономерности изменения почв под воздействием природных и антропогенных факторов. Показано, как отражаются особенности природной среды в морфологии и свойствах почв. Выделены важнейшие стадии формирования профиля современных почв, типы эволюции почв. На основе анализа палеопочв прослежены реконструкции природной среды и предложена новая схема изменений климата и биоты. Рассмотрены различные направления антропогенной эволюции почв.[ . ]
Известно также, что существует тесная взаимосвязь между живой и неживой (или косной) природой. Любой живой организм зависит от температуры, влажности окружающей его среды, химического состава пищи и других факторов. С другой стороны, свободный кислород в атмосфере появился в результате жизнедеятельности растений, плодородный слой почвы — это сложный продукт взаимодействия климата, влаги, живых организмов с верхними горизонтами горных пород. Биогенное происхождение (т. е. связанное с жизнедеятельностью растений, животных, микроорганизмов) имеют каменный уголь, мел, донные отложения океана., торф и др.[ . ]
Одно из важнейших свойств биогеоценоза — взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов. Вполне понятно, что климат всецело обуславливает состояние и режим почвенных факторов, создает среду обитания живых организмов. В свою очередь почва в какой-то степени определяет климатические особенности (например, от окраски поверхности почвы зависит ее отражательная способность — альбедо, а значит, прогреваемость, влажность воздуха), а также влияет на животных, растения и микроорганизмы. Все живые организмы теснейшим образом связаны между, собой, являясь друг для друга либо источником пищи, либо средой .обитания, либо факторами смертности. Особенно важна роль микроорганизмов (в первую очередь бактерий) в процессах почвообразования, минерализации органических веществ и нередко выступающих в качестве .возбудителей заболеваний растений и животных.[ . ]
Задача этого раздела — показать все многообразие факторов, определяющих качества почвы, изменение их под влиянием климата и необходимость для производственных работ устанавливать ведущие звенья в цепи сложных взаимосвязей для планомерного улучшения лесорастительной среды в хозяйственных целях.[ . ]
ЛАНДШАФТ (А.)- природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, климат, вода, почвы, растительность, животные) взаимосвязаны. А. — понятие географическое, в экологии оно соответствует экосистеме определенного ранга. Различие между А. и экосистемой заключается в том, что признаки А. можно изучить визуально, а для изучения экосистемы необходим анализ взаимодействия компонентов, входящих в ее состав (в первую очередь их участие в создании биологической продукции и круговоротах веществ).[ . ]
Ландшафт — географическое понятие. Это участок суши, в пределах которого все природные компоненты (горные породы, рельеф, климат, воды, почвы, растительный и животный мир) тесно взаимосвязаны, образуя единое целое — сложную и в известной степени замкнутую систему, например ландшафт лесной, горный, пустынный и т.д. Изучение, рациональное использование и охрана ландшафтов — одна из важнейших задач комплексной науки охраны природы.[ . ]
Окружающая среда может быть определена как окружающая природная среда, т.е. совокупность естественных систем, природных объектов и природных ресурсов, включая атмосферный воздух, воды, землю (почву), недра, животный и растительный мир, а также климат и ближний космос, в их взаимосвязи и взаимодействии.[ . ]
Применяя формулу: «понять природу — значит изобразить ее как процесс», лесовод должен, познавая лес, стремиться изобразить как процесс взаимосвязь леса с окружающей его средой, для чего диалектический метод явится могучим орудием. Климат, почва, растения и фауна суть элементы среды, в которых возникают, развиваются и умирают леса.[ . ]
Собственно, лесоведение (т. е. лесоведение в узком смысле) рассматривает вопросы биологии леса в целом, составляющих его лесных сообществ, взаимосвязи между лесом и климатом, лесом и почвой, лесом н биотическими факторами; раскрывает и изучает закономерности в возобновлении и формировании древостоев и других компонентов леса, процессы смены пород, типы леса и их изменения в пространстве и во времени. Это соответствует наиболее сложившемуся в настоящее время представлению о предмете лесоведения и его содержании.[ . ]
По теории В. Н. Сукачева — создателя биогеоценологии (науки о биогеоценозах), биогеоценозы состоят из двух основных компонентов — биоценоза (сообщества организмов) и экотопа (косной среды). В состав биоценоза входят растения, образующие растительное сообщество (фитоценоз), животные и микроорганизмы. Среда, в которой обитают организмы (экотоп), определяется условиями климата, гидрологией, почвообразующей породой, почвой. Между организмами и их средой в биогеоценозах существуют сложные взаимосвязи (рис. 64). Биогеоценозы иногда называют экосистемами.[ . ]
Полный учет всех других статей прихода осадков ни разу не производился ни в одном из лесных районов. О попытках дать количественное выражение отдельным статьям этого прихода упоминается в тех главах данной книги, где говорится о взаимосвязи между лесом и климатом (определение количества осадков в ожеледи) и о взаимосвязи между лесом и почвой (определение внутрипочвенной росы). Здесь можно только сказать, что статьи в общей сложности составляют малую долю по сравнению с дождевыми и снеговыми осадками в большинстве типичных лесных районов.[ . ]
Источник
Зависимость типа почв от климата
Создание почвенных классификаций связано с именем В.В. Докучаева. Уже в 1897 г. им была дана классификация почв (с учетом зональных и азональных их разновидностей) в связи с факторами, их формирующими (климат настоящего и геологического прошлого, формирующие грунты, процессы выветривания, частично рельеф, передвижение растворов в почве и другие особенности почвообразования, а также растительность и фауна). По существу это была первая генетическая классификация ландшафтов. В 1900 г. Докучаев сузил подход, оставив только зональные факторы, определяющие формирование почвы. При этом практически выпали гидрологические факторы и сузилась характеристика фауны.
При характеристике климата были использованы некоторые ранее неучитываемые в классификации характеристики (соотношение осадков и испаряемости, туманы в тундровой зоне, слабое промерзание почвы под снегом в зоне подзолистых почв и др.). Хотя многие количественные характеристики климата устарели, да и типы почвы из-за отсутствия информации в то время оказались неполными, этот подход был очень важен и настолько обогнал науку того времени, что классификация была практически забыта и ее полностью оценили в географии лишь в конце 1920-х гг., а в климатологии еще позже.
Докучаев описал зоны и соответствующие типы почв:
Природная зона
Типы почв
1. Бореальная зона
Почвы тундры (бурые)
2. Лесная северная зона
Почвы светло-бурые подзолистые
3. Лесостепная зона
Серые почвы
4. Степная зона
Черноземы
5. Зоны сухих степей
Почвы каштановые бурые
6. Аэральные зоны пустынь
Почвы желтые и белые
7. Субтропическая зона
Латеритные красные почвы
При этом каждой зоне соответствуют определенные черты процессов выветривания, преобладающие грунты (подпочвы), климат, растительность, фауна и рельеф.
Связь почвы с климатом отмечалась и другими авторами. Некоторые из них, как, например, Б.Б. Полынов (1915 г.), Р. Ланг (1920 г.), К. Торнтвейт (1948 г.) и др., строили диаграммы зависимости типов почв от средних годовых температур и осадков или других характеристик температурного режима и увлажнения. С климатом больше всего оказываются связанными процессы выветривания, а также передвижение почвенных растворов. Большую роль в формировании почвы также играют растительность и другие биологические объекты. Схема широтной геохимической зональности была дана А. Я. Ферсманом (1934 г.), в общем также согласующаяся с работами Докучаева.
Из классификаций почв, учитывающих количественные характеристики климата, следует отметить классификацию В. Р. Волобуева. В 1953 г. классификация учитывала только среднегодовую температуру и осадки. Годовая температура плохо увязывается с ландшафтом, однако для почв, в глубине которых годовой ход температур сглаживается, этот недостаток менее заметен, чем для растительности. За основу классификации Волобуев взял среднегодовые температуры и осадки, точнее, соотношение между годовой температурой и логарифмом осадков (так называемый гидрофактор). И выделил, в соответствии с гидрофактором, терморяды и гидроряды, по которым были определены почвенные типы. В дальнейшем в классификации стали учитываться теплобалансовые характеристики.
Источник
Климат как фактор почвообразования
Климат оказывает прямое воздействие на почвы и почвенный покров.
Он определяет характер водно-теплового режима почв и энергетику процессов почвообразования. Климат влияет на растительный покров, являющийся важным фактором развития почв.
Климат — это средний многолетний показатель состояния атмосферы, характеризующий режимы погоды и воздействие атмосферных процессов на почву. Климат обусловлен взаимодействием солнечной радиации с земной поверхностью, циркуляцией воздушных масс, теплообменом и влагооборотом. Важные характеристики климата как фактора почвообразования — радиационный баланс, среднемноголетние значения температур и сумм годовых активных температур воздуха (более 10 °С). Они влияют в многолетнем плане на формирование зонального распределения типов почв.
Планетарные почвенно-биоклиматические пояса
Температура воздуха, ветер, осадки и испарение создают температурно-влажностный режим погоды каждой местности (ландшафта, региона, зоны, страны, материка).
Температура
Количество солнечной радиации, поступающей на поверхность почвы, зависит от широты местности (на экватор поступает максимум солнечной энергии), угла падения солнечных лучей на поверхность элементов рельефа и высоты местности над уровнем моря. Закономерности поступления солнечной радиации описываются законом географической (природной) зональности. Наблюдается прямая зависимость температуры почвы и атмосферного воздуха от почвенно-биоклиматического пояса.
Температура почвы и воздуха по почвенно-
биоклиматическим поясам, °С (по В.Н.Димо, 1968)
Затраты энергии на процессы почвообразования зависят от количества солнечной энергии, поступающей на земную поверхность, и связаны с радиационным балансом и температурой воздуха. Поступающая в почву энергия расходуется на процессы разной природы: физического и химического выветривания, круговорота тепла и влаги в почвенной толще, биологического превращения и миграции веществ в почвенном профиле.
Наибольшая доля энергии почвообразования (от 95,0 до 99,5 %) идет на испарение и транспирацию. Остальная энергия расходуется на циклические биологические процессы: синтез органического вещества в почве — от 0,5 до 5,0 %, разложение минералов почвообразующих пород — 0,01 %.
Суммарные затраты энергии на почвообразовательные процессы существенно различаются в разных географических зонах. Они минимальны в тундрах и пустынях — от 2 000 до 5 000 кал/(см 2 ·год) и очень велики во влажных тропических областях — от 60 000 до 70 000 кал/(см 2 ·год). Для лесного и степного почвообразования в умеренном поясе затраты составляют от 10 000 до 40 000 кал/(см 2 ·год). Затраты энергии на почвообразовательные процессы в условиях высокого увлажнения возрастают от тундры к тропикам более, чем в 20 раз. Основным аккумулятором энергии Солнца в почвенной толще является гумус почвы. В почвенном гумусе связано до 1019 ккал солнечной энергии.
Следствие большого разброса величин затрат энергии на почвообразовательные процессы — разная степень преобразования минеральной массы почвы. Во влажных тропиках в почвах разрушены практически все первичные минералы, а доля оксидов железа и алюминия (результат почвообразования) составляет до 50 % валового химического состава почвы. В почвах тундры минеральный состав изменен в минимальной степени.
Осадки
Количество атмосферных осадков, выпадающих на поверхность почвы в разных природных условиях, зависит от многих факторов: географической широты и долготы, высоты местности над уровнем моря, особенностей атмосферной циркуляции и удаленности от морей. Атмосферная влага (осадки, транспирация) служит основным источником увлажнения почв и образования жидкой фазы почвы.
Климатические области (по М.И. Будыко, 1974)
Для характеристики климата как главного фактора, определяющего годовой режим увлажненности почв, используется коэффициент увлажнения (КУ).
где Рос — среднемноголетняя (месячная) сумма осадков, мм; Еис — испаряемость за тот же период, мм. Территории, где КУ >1,0 мм, считаются влажными (гумидными), а с КУ
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник